ringåpningspolymerisering

Ringåbningspolymerisering er en type polymerisation, hvor cykliske monomerer åbnes i processen og danner lange kæder. Den grundlæggende drivkraft er ringspænding hos visse cykliske monomerer, der gør åbningen termodynamisk gunstig og fører til dannelse af polymerkæder i stedet for små oligomerer. Denne metode giver ofte mulighed for at kontrollere molekylvægte og kædearchitectures bedre end ved nogle andre polymeriseringsmetoder.

Monomerer, der bruges i ringåbningspolymerisering, spænder bredt. De mest kendte er cykliske estere (såsom lactider og lactoner, f.eks. lactide og epsilon-caprolacton) og cykliske amider (såsom caprolactam). Epoxider og andre cykliske ætere kan også gennemgå ringåbningspolymerisering under passende forhold. Produkterne inkluderer biomedically relevante og nedbrydelige polymerer som polylactide (PLA) og polycaprolacton (PCL), der anvendes i medicinsk udstyr, emballage og vævet stof. Muligheden for at kontrollere molekylvægte, polydispersitet og polymerstrukturer gør ROP attraktiv til producering af block‑ og gradientpolymerer.

Mekanismen varierer afhængigt af typen af initiator og katalysator. Generelt involverer initiation åbning af en ring af en aktiv centre, efterfulgt af propagation, hvor monomerer tilføjes én efter én. Anioniske og kationiske ROP anvender forskellige typer af initiatorer (f.eks. alkoxider eller stærke elektrofile midler), mens koordinations–insertion-polymerisering bruger metalkomplekser (såsom aluminium- eller tinbaserede katalysatorer) til at styre åbningen og tilføjelsen af monomerer. Mange moderne ROP-systemer udvisker forskelle mellem “living” og konventionel ROP og tillader syntese af komplekse kedede og blokstrukturer gennem sekventiel monomertilsætning.

Industrien og forskningen ser ringåbningspolymerisering som en central tilgang til fleksibel syntese af funktionelle, biokompatible og nedbrydelige polymerer med præcis kontrol over egenskaber og arkitektur.